正确选用电站止回阀

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  摘要 

介绍了几种典型电站止回阀的主要性能、结构形式及工作原理,分析了影响止回阀密封性能及稳定工作的不利因素,提出了止回阀选型的一般要求。  

 关键词 发电站用阀;止回阀;流阻;选型   Abstract:Thepapergivessometypicalexamples,andintroducesmainperformances,structuresandoperationprincipiaofcheckvalvesinpowerplant.Itanalysesthedisadvantagefactorswhichaffectthesealingandstabilization,andbringsforwardcommonrequestsforchoosing.Keywords:powerplantvalve;checkvalve;flowresistance;selection

1 概述 

在管路中,止回阀的功能是允许介质单向流动,防止其倒流。通常,这种阀门是自动工作的。在一个方向流动的介质压力作用下阀瓣打开。介质反方向流动时,由于介质压力和阀瓣自重合力的作用,阀瓣回座,从而切断介质流动。上海91视频色下载APP阀门有限公司主营阀门有：91视频看看簧色(91视频黄色网91视频看看簧色,可调式91视频看看簧色,波纹管91视频看看簧色,活塞式91视频看看簧色,91视频WWW免费下载91视频看看簧色,先导式91视频看看簧色,空气91视频看看簧色,氮气91视频看看簧色,水用91视频看看簧色,自力式91视频看看簧色,比例91视频看看簧色)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。在锅炉和工业管道上使用的止回阀种类很多,其工作过程中常常会因出现噪声、振动、严重的压力波动和密封件磨损等情况而造成内漏,严重的会导致外泄漏并且损坏其他设备。正确的选用止回阀可以预防阀门内漏,减少阀门故障,保证系统安全运行。因此掌握各种止回阀的使用性能和用途,有助于设计者和用户正确选择止回阀的类型和规格。

阀门是利润率低的产品，市场竞争非常激烈。就阀门市场的分布，主要是依据工程项目的建设，阀门的大用户是石化行业、电力部门、冶金部门、化工行业和城市建设部门。石化行业主要应用API标准的闸阀、截止阀和止回阀；电力部门主要采用电站用高温压闸阀、电站截止阀、电站止回阀和安全阀及一部分给排水阀的低压蝶阀、闸阀；化工行业主要采用不锈钢闸阀、截止阀、止回阀；冶金行业主要采用低压大口径蝶阀、氧气截止阀和氧气球阀；城市建设部门主要采用低压阀，如城市自来水管道主要采用大口径闸阀，楼寓建设主要采用中线蝶阀，城市供热主要采用金属密封蝶阀；输油管线主要采用平板闸阀和球阀；制药行业主要采用不锈钢球阀；食品行业主要采用不锈钢球阀等。阀门在水处理行业中使用量较大，主要以低压阀门产品为主，如蝶阀、闸阀、止回阀。据了解，目前市场上具有一定规模的阀门企业有2000余家，大多数分布在江浙及中原一带。由于产品技术含量要求相对较低，因此，竞争更为激烈。

一方面，我国阀门产品面临着良好的发展机遇。随着石油开发向内地油田和海上油田的转移，以及电力工业由30万千瓦以下的火电向30万千瓦以上的火电及水电和核电发展，阀门产品也应依据设备应用领域变化相应改变其性能及参数。城建系统一般采用大量低压阀门，并且向环保型和节能型发展，即由过去使用的低压铁制闸阀逐步转向环保型的胶板阀、平衡阀、金属密封蝶阀及中线密封蝶阀过渡。输油、输气工程向管道化方向发展，这又需要大量的平板闸阀及球阀。能源发展的另一面就是节能，所以从节约能源方面看，要发展91视频WWW免费下载疏水阀，并向亚临界和超临界的高参数发展。

电站建设向大型化发展，所以需用大口径及高压的安全阀和91视频看看簧色，同时也需用快速启闭阀门。成套工程的需要，阀门供应由单一品种向多品种和多规格发展。一个工程项目所需的阀门，由一家阀门生产厂家全部提供的趋势越来越大。

2 分类

211 升降式止回阀 升降式止回阀(图1)的阀瓣沿着阀座中心线作升降式运动,其阀体与截止阀阀体类似,甚至可以通用。在阀盖导向套筒侧部(图1b)或阀瓣导向筒侧部(图1c)加工有泄压孔。当阀瓣上升时,通过泄压孔排出套筒内的介质,以减小阀瓣开启时的阻力。升降式止回阀靠介质的压力顶开阀瓣而导通,无介质压力作用时或介质反向流动时,阀瓣迅速回座与阀座紧密吻合而实现密封。虽然升降式止 回阀低进高出的密封性能很好,但介质通过升降式止回阀的通道很狭窄,因此介质通过升降式止回阀的压力降比旋启式止回阀的压力降要大。根据阀瓣结构,止回阀可分为球形升降式和活塞升降式。球形阀瓣式止回阀通常是DN≤50mm的锻造阀,在球形阀瓣上部设置辅助弹簧(弹簧材料选用1Cr18Ni9Ti或50CrVA,这两种材料经过调质,有良好的综合机械性能,能防止介质的侵蚀),阀瓣在弹簧预紧力的作用下关闭。由于弹簧预紧力涉及到流量、压差和阀瓣开启力的大小,因此弹簧应正确计算和选择。弹簧预紧力计算公式为 QMT=F1 G8d4 nD3
2 式中 QMT———弹簧预紧力,N F1———弹簧预加变形量,mm G———材料切变模量(按GB/T1239选 取),MPa d———弹簧直径,mmD2———弹簧中径,mm n———弹簧有效圈数 球形阀瓣材料常选用Co103,因为其使用工况 为压力PN≤60MPa,温度t≤670℃,硬度40～46HRC,可用于粘性较大的流体或系统内有水垢的场合。由于球形关闭件可以自由旋转,使球和阀座的磨损相对均匀。另外,球形关闭件密封可靠,结构简单,拆装方便,工艺性好,有良好的互换性,工作平稳,噪声小,从而延长了阀门使用寿
命。如介质粘度较低(如水等),则可以采用阀瓣
为活塞式的止回阀,以减小流体介质通过阀体时对阀瓣产生的激烈震动。
(a)球形阀瓣 (b) 活塞式阀瓣 (c)弹簧活塞式
图1 升降式止回阀

212 旋启式止回阀
旋启式止回阀(图2)的阀座是焊在阀体内的,阀瓣呈圆盘状、靠阀座上某一支点旋转来实现阀门的开启与关闭。该阀体中腔采用内压自紧式密封结构,在介质压力作用下,能达到可靠密封。自密封填料选用密封性能良好的柔性石墨。近年来,由于超临界火电机组、超超临界火电机组的大量投产运行,电站锅炉对管道中止回阀的密封性、可靠性和安全性的要求越来越高,以确保发电机组安全稳定的运作。高参数及高性能的止回阀采用铸钢阀体已远不能满足生产的要求,因此采用了强度更
高,可靠性更好的锻焊结构阀体(图2b)。锻焊结构式止回阀阀体是由中阀体与两端支管焊接组成的三片式阀体。中阀体按常规锻造工艺,在普通锻压设备上采取自由锻锤进行粗锻→终锻→切边热模锻,后锻件接近成品零件的形状和尺寸。锻造中阀体精度高,机加工余量少,材料利用率可达70%～78%。中阀体锻件可达到API602-1998《紧凑型碳钢闸阀门》和JB/T7746-1995《缩径锻钢阀》的技术要求。两端支管采用厚壁无缝结构钢管,后焊接三部分阀体组装成型。锻焊结构止回阀加工工序为锻造中阀体和两端支管毛坯→粗加工→焊前中阀体热处理→中阀体与支管焊接→消除热处理应力→焊缝X光射线探伤及着色检查→精加工→组装成套试压出厂。对于临界工况使用的止回阀,采用可靠性高,锻造工艺好的三片式锻焊阀
体可以避免铸钢件阀体铸造时存在的缩孔、夹渣和疏松等固有缺陷,增强了阀门的抗变形能力及阀体耐腐蚀能力,阀门的承压能力和使用的可靠性及安全性都有极大的提高,从而确保阀门的稳定工作。其该阀门系列产品应用在国内电站锅炉管道上,运行平稳,性能优良。锻钢结构阀门壳体承压材料通常采用碳钢、合金钢和不锈钢等材料,对于塑性材料制造的阀门,其壁厚按第四强度理论计算,即
SB′=PD213[σL]<-112P+C式中 SB′———计算壁厚,mmP———计算压力,MPaD———阀体内径,mm[σL]———许用拉应力,MPa<———焊缝系数C———附加腐蚀余量(根据壁厚选取),mm当SB′-C≤10mm,C=6mm。SB′-C≤20mm,C=4mm。SB′-C≤30mm,C=3mm。SB′-C≤40mm,C=2mm。小阀体壁厚应符合API600-2001《石油和天然气工业用阀盖螺栓连接的钢制闸阀》标准要求,还应进行阀体强度校核。阀体壁厚的计算除考虑强度之外,还应考虑其刚度及耐磨性,所以其小壁厚≥6mm较合适。锻焊结构止回阀结构长度为1300mm,其中中阀体长630mm,符合API6D-2002《管线阀门》标准。焊接阀门的阀体与两端支管采用单面搭接焊,焊缝系数<一般取都要求管道中流体介质干净、清洁,如安装或检修期间在管道中了焊渣或金属碎片,将引起止回阀密封面的损伤和性能故障。

3 选型
止回阀工作环境应尽可能选择远离介质脉动源,振动小,压力波动小,管道清洁的工况中。选用止回阀主要考虑管道系统内流体的状态、性质、压力和温度等要求,还应根据阀门的接管尺寸、内部结构、摩擦系数、阀瓣耐磨性、强度、工作温度和老化性等固有技术性能,合理地选用和科学的组合搭配,才能获得理想的阀门使用效果。311 升降式止回阀适用范围 一般情况下,管道接口尺寸决止回阀的使用类型。升降式止回阀主要适用于公称直径较小的水平安装管道的场所(通常DN≤100mm)。球形阀瓣止回阀在弹簧预紧力的作用下关闭,此类阀门可以自由地安装在管道中任何位置,摆放形式比较灵活。工作温度≤450℃且工况压力≤10MPa时,大都选用带法兰接口的止回阀。而在工作温度≥540℃,工况较苛刻的条件下,宜选用高参数焊接坡口连接的止回阀。312 旋启式止回阀适用范围 对于大口径、流速较大的管道(通常DN>100mm),一般选用旋启式止回阀。它启闭速度快,其关闭滞后角度小,减少了关闭冲击和回流损失。介质流通时压力几乎不受阻碍,流阻小。

4 结语 

在电站锅炉管道系统中正确合理地选用止回阀是保证安全生产的重要环节,具体选型时要依据阀门的工作温度、介质、压力和环境,
考虑其分类和应用范围来选取。随着电站阀门的深入开发,高消能工况将会越来越多,
对止回阀的性能要求也会越来越高,而与此相关的许多项目试验和研究也会不断深入,并将在已有的研究基础上不断地改进和完善现有产品,开发出适合不同高消能工况的止回阀,以满足电站锅炉发展的需求。本文相关的论文有：中国阀门产值递增

参 考文献 

〔1〕 杨源泉.阀门设计手册〔M〕.北京:机械工业出版社,1992. 

〔2〕 (美)J.L.莱昂斯.阀门技术手册[M].北京:机械工 业出版社,1991. 

〔3〕 王秀清.止回阀水锤分析[J].核动力工程,1986,7(4).

4〕 C?耶格尔.水力不稳定流〔M〕.辽宁:大连工学院出版社, 1987.

〔5〕 WylineEB,StreeterVL,FluidTransient(CorrectedEdi2 tion〔M〕.FebPress,Michigan,1983. 

〔6〕 中国机械工程学会锻压学会.锻压手册〔M〕.北京:机械 工业出版社,1993